第六章天氣學基礎

第六章天氣學基礎第一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五天氣過程：

各種天氣系統(tǒng)相互配合，隨著時間和空間而變化的過程。天氣：

一地短時間內(nèi)的大氣狀況及其變化的總稱。一地短時間內(nèi)各種氣象要素綜合表現(xiàn)出的大氣物理狀態(tài)。天氣系統(tǒng)：

具有一定結構特征，并能產(chǎn)生一定天氣的大氣運動系統(tǒng)。第二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)天氣系統(tǒng)氣團鋒氣旋反氣旋高空槽、脊切變線第三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五天氣系統(tǒng)尺度的劃分：

尺度的概念

尺度是表征一個系統(tǒng)在空間上的大小，或在時間上持續(xù)的長短。

天氣尺度的劃分從水平尺度及持續(xù)時間來劃分。

水平尺度（km）時間尺度大尺度>400幾日—幾十日中尺度4—400幾小時—幾十小時小尺度0.04—4幾分鐘—幾小時微尺度<0.04幾十秒—十幾分鐘中緯度低緯度長波、鋒面溫帶氣旋反氣旋云團熱帶氣旋中尺度鋒面颮線背風波

中尺度對流群積雨云龍卷對流單體邊界層渦動

邊界層渦動第四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五一、氣團定義

大范圍的空氣團，在其內(nèi)部氣象要素的水平分布比較均勻，垂直變化基本一致，在其控制的區(qū)域內(nèi)，天氣氣候特征也大致相同。

氣團的概念尺度水平尺度幾百至幾千公里，垂直尺度幾至幾十公里第五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

氣團的形成和變性形成的條件①大范圍性質(zhì)均勻的下墊面；②適合的環(huán)流條件（反氣旋冬季西伯利亞冷氣團）氣團的變性變性氣團

氣團內(nèi)部多晴好天氣冷暖氣團交界處多陰雨天氣第六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

氣團的分類

地理分類（氣團源地的地理位置和下墊面性質(zhì)）:北半球氣團北極氣團（冰洋氣團）：65°N以北的極地地區(qū)極地氣團熱帶氣團赤道氣團（赤道海洋氣團）：赤道地區(qū)極地大陸氣團：西伯利亞和蒙古、加拿大和阿拉斯加極地海洋氣團：北太平洋、北大西洋的中緯度海洋上熱帶大陸氣團：北非、西南亞的副熱帶沙漠地區(qū)熱帶海洋氣團：副熱帶高壓控制的海洋上暖氣團

熱帶氣團、赤道氣團熱力分類（氣團的相對溫度）氣團暖氣團

熱帶氣團、赤道氣團第七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

我國境內(nèi)的氣團冬季西伯利亞氣團（絕大部分地區(qū)）熱帶太平洋氣團（東南沿海）南海氣團（云南）西伯利亞氣團熱帶太平洋氣團南海氣團第八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五夏季西伯利亞氣團熱帶太平洋氣團極地太平洋氣團赤道氣團熱帶大陸氣團第九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五二、鋒

鋒的概念鋒區(qū)（鋒面）：冷、暖氣團之間的過渡區(qū)域。700hPa地面冷氣團暖氣團鋒面鋒線第十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五鋒面兩側(cè)的氣象要素和天氣狀況氣象要素有明顯差異，天氣變化十分劇烈。

鋒的分類鋒的移動方向冷鋒暖鋒準靜止鋒錮囚鋒鋒面天氣鋒面附近的云、雨、風等天氣，成為鋒面天氣。第十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五冷暖冷暖冷暖冷冷暖冷鋒暖鋒準靜止鋒錮囚鋒第十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

冷鋒冷鋒過境后的天氣降溫和偏北大風冷鋒分類根據(jù)移動速度和天氣特征劃分：第一型冷鋒（緩行冷鋒，冷氣團勢力一般）第二型冷鋒（急行冷鋒，冷氣團勢力較強）第十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第一型冷鋒（緩行冷鋒）雨層云高層云卷層云卷云積云第十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第一型冷鋒（緩行冷鋒）冷暖雨層云高層云卷層云卷云鋒后連續(xù)性降水，雨區(qū)寬150～200km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水第十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第二型冷鋒（急行冷鋒）碎積云積云積雨云高積云第十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五夏半年積雨云陣性降水冬半年層狀云（卷云、卷層云、高層云、雨層云）連續(xù)性降水第二型冷鋒（急行冷鋒）冷暖鋒前降水，雨區(qū)寬幾十km干冷鋒：無云、無降水大風（風沙）第十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

暖鋒暖鋒過境后的天氣升溫第十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五暖鋒冷暖雨層云高層云卷層云卷云鋒前連續(xù)性降水雨區(qū)寬300～400km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水第二十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五華北靜止鋒、江淮靜止鋒、華南靜止鋒、南海靜止鋒冷暖雨層云高層云卷層云卷云北側(cè)：偏北、東北風；南側(cè)：偏南風靜止鋒北側(cè)連續(xù)性降水（連陰雨天氣）雨區(qū)寬600km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水

準靜止鋒（靜止鋒）第二十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五天山靜止鋒、昆明靜止鋒冷暖無云、無降水層積云、雨層云少量降水地形靜止鋒第二十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五云層加厚降水加強降水區(qū)擴大冷冷暖東北地區(qū)華北地區(qū)

錮囚鋒第二十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五三、氣旋cyclone

氣旋的概念定義

氣旋是指在同一高度上中心氣壓比周圍低、占有三維空間的大尺度渦旋。低壓（氣壓場）中心氣壓比周圍低氣旋（流場）氣流逆時針旋轉(zhuǎn)（北半球）氣流順時針旋轉(zhuǎn)（南半球）表示水平尺度：以最外圍的一條閉合的等壓線的直徑長度來表示。強度：以中心氣壓值表示。天氣：多陰雨天氣第二十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第二十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五四、反氣旋(anticyclone)

反氣旋的概念定義

反氣旋是指在同一高度上中心氣壓比周圍高、占有三度空間的大尺度渦旋。高壓（氣壓場）中心氣壓比周圍高反氣旋（流場）氣流順時針旋轉(zhuǎn)（北半球）氣流逆時針旋轉(zhuǎn)（南半球）表示水平尺度：以最外圍的一條閉合的等壓線的直徑長度來表示。強度：以中心氣壓值表示。天氣：多晴朗天氣第二十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五影響我國的冷高壓主要來自西伯利亞和蒙古地區(qū)，通常稱為蒙古高壓，也稱西伯利亞高壓。冬季冷高壓南下，給我國帶來劇烈的降溫和大風的天氣。第二十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五太平洋副熱帶高壓西太平洋副熱帶高壓（副高）冬→夏位置北移西伸，強度增強夏→冬位置南轍東退，強度減弱冬季在南海形成獨立的南海高壓范圍：500hPa等壓面588位勢什米線位置：500hPa等壓面120°E副高脊線G120°E副高脊線西南風東南風500hPa等壓面緯度

副熱帶反氣旋（副熱帶高壓）第二十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

副高的天氣GG副高脊線120°E中國雨帶6～10緯距西、北側(cè)：多鋒面陰雨天氣南側(cè)：無臺風時，通常為晴好天氣；有臺風時，為惡劣天氣。東側(cè)：干旱天氣（1）在副高內(nèi)部，多晴朗少云的天氣，風力微弱，天氣炎熱；（2）副高的西部和北部，多陰雨天氣；（3）副高的南部，一般天氣晴好，有時也會出現(xiàn)大風、暴雨等天氣。第三十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

副高的移動與中國雨帶時間副高脊線中國雨帶冬季15°N華南沿海春季15～20°N華南前汛期第一次北跳初夏20～25°N江淮梅雨第二次北跳盛夏25～30°N華北、東北雨季秋季南轍南轍第三十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五五、高空天氣系統(tǒng)

西風帶槽脊中高緯度地區(qū)高空盛行著波狀的西風帶氣流，西風帶槽脊可以看成是疊加在西風氣流上的波動，波谷對應著高空低壓槽（高空槽），波峰對應著高空高壓脊（高空脊），高空槽脊一般相伴出現(xiàn)。

第三十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五超長波（1～3個），長波（4～7個），短波（≥8個）槽線槽線脊線脊線極渦

D副高G槽前脊后上升運動陰雨天氣槽后脊前下沉運動晴朗天氣第三十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五活動與中國的高空槽：西北槽、青藏槽、印緬槽第三十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

切變線、低渦和低空急流切變線低空（850、700hPa）風向發(fā)生氣旋性切變（逆時針偏轉(zhuǎn)）的不連續(xù)線。冷式切變線暖式切變線準靜止式切變線切變線附近，氣流輻合上升，多陰雨天氣。華北切變線、江淮切變線、華南切變線第三十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)天氣過程寒潮天氣過程大型降水天氣過程臺風天氣過程對流性天氣過程第三十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五寒潮天氣過程：一種大規(guī)模的強冷空氣的活動過程。

寒潮天氣：劇烈的降溫和大風；

有時伴有雨、雪、雨凇、霜凍、風沙、雷暴（春秋的江南地區(qū)）

寒潮大風：西北大風（東北、內(nèi)蒙古）偏北大風（華北、黃淮）東北大風（長江以南）一、寒潮天氣過程

概念第三十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

冷空氣強度的劃分一般冷空氣冷空氣寒潮：一次冷空氣活動，

使長江中下游及以北地區(qū)48小時內(nèi)降溫＞10℃，冬季長江中下游地區(qū)（春秋季江淮地區(qū)）Tm≤4℃。陸地有相當于三個行政大區(qū)出現(xiàn)5～7級偏北大風，沿海有三個海區(qū)出現(xiàn)＞7級大風。強寒潮：一次冷空氣活動，

使長江中下游及以北地區(qū)48小時內(nèi)降溫＞14℃，冬季長江中下游地區(qū)（春秋季江淮地區(qū)）Tm≤4℃。陸地有相當于3～4個行政大區(qū)出現(xiàn)5～7級偏北大風，沿海所有海區(qū)出現(xiàn)＞7級大風。強冷空氣：一次冷空氣活動，

使淮河以北地區(qū)48小時內(nèi)降溫＞8℃，冬季江淮地區(qū)（春秋季黃淮地區(qū)）Tm≤4℃。陸地有相當于兩個行政大區(qū)出現(xiàn)5～7級偏北大風，沿海有兩個海區(qū)出現(xiàn)6～8級大風。第三十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五冷空氣強度過程降溫溫度負距平絕對值一般冷空氣5～7≤3強冷空氣8～94寒潮≥10≥5單站冷空氣強度等級標準

過程降溫：冷空氣影響過程中，日平均氣溫的最高值與最低值之差。溫度負距平：冷空氣影響過程中，最低日平均氣溫與該日所在旬的多年旬平均氣溫之差。第三十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

寒潮出現(xiàn)的時間最早：9月下旬最晚：5月最多：春季3～4月，秋季10～11月尤其是春季3～4月持續(xù)時間：3～4天，長的可達8～9天第四十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

冷空氣的源地和路徑冰島以南的大西洋上新地島以西的北冰洋上新地島以東的北冰洋上關鍵區(qū)中西伯利亞70～90°E43～65°N第四十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五關鍵區(qū)西北路（中路）東路西路第四十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五寒潮的危害農(nóng)業(yè)晚春：使幼嫩的作物和果樹遭受冷害或晚霜的凍害。秋季：初霜往往使作物的收成受到影響。冬季：使我國大部分地區(qū)的越冬作物和果樹受到不同程度的凍害。

畜牧業(yè)北方大風雪使牧區(qū)牲畜遭到凍餓和死亡。

漁業(yè)在海上，由于寒潮常形成風力6級以上的大風和浪高3米以上的大浪，使?jié)O業(yè)生產(chǎn)不能正常進行。

有益方面低溫和大雪對于冬小麥的越冬和消滅病蟲害是有利的。

第四十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五寒潮危害圖第四十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

我國各地的雨季華南沿海4月～10月中旬長江流域6月上旬～9月初華北、東北7月中旬～8月底云貴高原5月下旬～10月下旬青藏高原北部6月中旬～10月下旬新疆全年分配較均勻二、大型降水天氣過程

概念范圍廣大的降水（連續(xù)性或陣性的大范圍雨雪及夏季暴雨）。第四十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五3月下旬～5月上旬江南地區(qū)江南春雨期5月中旬～6月上旬（25天）華南地區(qū)華南前汛期6月中旬～7月上旬（20天）江淮地區(qū)江淮梅雨7月中旬～8月下旬（40天）華北、東北地區(qū)華北、東北雨季華南地區(qū)華南后汛期9月中旬～10月上旬淮河流域淮河秋雨期

我國雨帶第四十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五每年初夏，我國湖北宜昌以東，26～34°N之間的江淮流域長時間的連陰雨天氣。宜昌滬、蘇、皖贛、湘、鄂

江淮梅雨定義第四十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五梅雨（典型梅雨過程）6月中旬～7月上旬

入梅（梅雨開始）：6月6～15日

出梅（梅雨結束）：7月6～10日持續(xù)時間：20～24天

豐梅：持續(xù)時間很長，降水量很大的梅雨

枯梅（少梅）：持續(xù)時間短，降水量小的梅雨

空梅：個別年份，梅雨不明顯第四十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五華南前汛期：每年4～6月華南前汛期盛期：5月中旬～6月上旬

雨量高值帶：武夷山～南嶺南麓華南沿海鋒前暖區(qū)暴雨，夜雨顯著

華南前汛期第四十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五華北、東北雨季：7月中旬～8月下旬

特征：①降水強度大，持續(xù)時間短

②降水局地性強，年際變化大

③降水時段集中④暴雨與地形關系密切

華北、東北雨季第五十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五洪澇災害與濕害：都是某一地區(qū)、在某一時段內(nèi)的降水量、地表蓄水量、土壤含水量等比常年明顯偏多而對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的危害。

類型

按水分過多的程度分類

洪災澇災濕害

洪災：

包括江河洪水和山洪，一般有突發(fā)暴雨或長期的降雨引起，西部也可能由大量融雪引起，沿?？赡苡娠L暴潮或海嘯引起。第五十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

澇害：由于雨量過大或過于集中，或農(nóng)田排水不暢，造成農(nóng)田或其它植被生長區(qū)的地表積水過多，使植物受害的現(xiàn)象。

濕害（漬害、瀝澇）：連陰雨時間過長，或雨水過多，或洪澇災害之后農(nóng)田排水不良，使土壤水分長期處于過飽和狀態(tài)，土壤透氣不良，溫度過低，作物根系缺氧受到傷害，造成作物生長發(fā)育受阻或死亡的現(xiàn)象。

第五十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五洪澇災害的危害暴雨洪水災害與水土流失有著直接的聯(lián)系。

洪澇災害能夠嚴重破壞平原水系工程。

洪澇能夠帶來泥沙毀滅良田，加重土地沙化。第五十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

如果降水太多則洪澇，偏少則干旱??！

干旱：是因長時期降水偏少，造成空氣干燥、土壤缺水、水源枯竭，影響農(nóng)作物和牲畜正常生長發(fā)育而減產(chǎn)的現(xiàn)象。

第五十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五春旱：發(fā)生在3～5月份的干旱。

夏旱：發(fā)生在6～8月份的干旱。

秋旱：發(fā)生在9～11月份的干旱。

冬旱：發(fā)生在12～次年2月份的干旱。

季節(jié)連旱：連續(xù)兩個季節(jié)以上發(fā)生干旱。

第五十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五臺風（中國及東亞地區(qū)）颶風（美國及大西洋地區(qū)）熱帶風暴（印度洋地區(qū)）三、臺風天氣過程臺風：形成在熱帶海洋上，具有暖中心結構的強烈發(fā)展的熱帶氣旋。第五十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五標準：近中心地面最大風力熱帶氣旋熱帶低壓：＜8級（＜17.2m／s）熱帶風暴：8～9級（17.2～24.4m／s）強熱帶風暴：10～11級（24.5～32.6m／s）臺風：≥12級（≥32.7m／s）臺風臺風的強度：近中心地面最大風力≥8級中心海平面最低氣壓＜960hPa水平范圍：海平面氣壓場中最外圍的閉合等壓線直徑一般600～1000km垂直范圍：整個對流層及平流層下層熱帶氣旋的分類第五十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五臺風源地西北太平洋東北太平洋西北大西洋孟加拉灣阿拉伯海西南太平洋西南印度洋東南印度洋西北太平洋臺風源地菲律賓以東關島附近南海中部臺風源地和臺風季節(jié)馬紹爾群島以西洋面第五十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五7～10月，以8～9月為最多臺風季節(jié)（西北太平洋臺風）：登陸我國的臺風：5～11月，主要集中在7～9月

5月、11月，登陸海南、廣東6月、10月，登陸海南、廣東、臺灣、福建、浙江7～9月，登陸海南～遼寧第五十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

①氣壓場臺風的結構和天氣臺風中心氣壓很低，中心氣壓＜960hPa，氣壓梯度很大，等壓線密集。臺風外圍的氣壓變化較平緩，氣壓水平梯度較小。臺風經(jīng)過時，當?shù)貧鈮弘S時間的變化曲線呈漏斗狀，臺風移近時氣壓急劇下降，臺風中心過后，氣壓又迅速回升。第六十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五②溫度場

暖中心結構③水平流場臺風眼區(qū)（內(nèi)圈）云淡風輕臺風渦旋區(qū)（中圈）云墻，狂風暴雨外圍大風區(qū)（外圈）大風降水第六十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五

④垂直流場18km

8km

0km第六十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五⑤臺風云系（螺旋狀云系）成熟臺風的云系分布圖第六十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五臺風的衛(wèi)星云系圖第六十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五臺風的紅外衛(wèi)星云系圖第六十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五⑥臺風降水

臺風天氣：狂風、暴雨、風暴潮

臺風降水的來源：云墻降水螺旋云帶降水臺風與其他天氣系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的降水與臺風相聯(lián)系的熱帶云團的降水臺風降水：300～400mm，陣性降水第六十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五臺風的移動主要受大型環(huán)境流場（副高、西風帶高空槽）的引導西北路徑西移路徑轉(zhuǎn)向路徑（陸上轉(zhuǎn)向、海上轉(zhuǎn)向）臺風路徑第六十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期五雷暴一般雷暴：陣雨強雷暴：暴雨、大風、冰雹、龍卷（強對流天氣）四、對流性天氣過程概念雷暴：旺盛發(fā)展的積雨云中發(fā)生的雷電交作的激烈放電現(xiàn)象。天氣：陣雨、大風、冰雹、龍卷等分類